【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于线性霍尔无刷电机，具体涉及一种基于线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法。
技术介绍
1、线性霍尔无刷电机的绝对位置是通过特定的传感器和算法计算得到的。在现代电机控制系统中，获取转子的精确位置是实现高效控制的关键之一。特别是在使用场向量控制(foc)技术的永磁同步电机中，转子位置的连续反馈对于优化性能至关重要。
2、目前线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法通常是将两个线性霍尔传感器固定于静止坐标系，并通过它们的输出信号来计算转子位置。
3、如专利文件申请号为202111604328.0，公开了基于线性霍尔的双电机健身器材驱动装置及其控制方法，所述驱动装置包括控制器和三相直流无刷电机，所述三相直流无刷电机的数目为两个，对称设于健身器材的拉力臂的两端，每个三相直流无刷电机上设置有线性霍尔传感器，所述控制器通过采集线性霍尔传感器的信号进行电子换向控制电机转向，并输出pwm电压信号控制电机转速；所述控制器通过线性霍尔传感器获得电机的绝对位置。该专利技术提供的基于线性霍尔的双电机健身器材驱动装置及其控制方法，采用三相无刷直流电机代替传统的机械动力装置，通过线性霍尔传感器实时准确地监测移动部件的位置，方便地进行速度控制和力矩调节，大大提升用户体验。
4、但是，由于受电机运行环境的影响，如随着极对数的增加，磁场的复杂性增加，单靠线性霍尔传感器难以精确解析磁场分布，故通过线性霍尔传感器计算的角度精度低，从而使得电机运转平顺度不高，因此我们需要提出一种基于线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法来解决上述存在
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法，能够有效提高角度计算精度，提高电机运转的平滑度，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种基于线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法，包括如下步骤：
4、s1、使用超分辨率采集算法采集和计算传感器原始数据，并对原始数据进行滤波处理；
5、s2、根据传感器布置角度差，选择使用90°或120°计算算法计算电机未校准情况下的电角度；
6、s3、控制电机旋转，寻找电机开始机械位置极限，得到初始机械角度；
7、s4、校准原始数据，控制电机从机械开始极限位置旋转到结束极限位置，记录各个电角度周期数据极限，并对电机进行校准；
8、s5、使用校准数据计算电机校准后的电角度和机械角度，控制电机旋转。
9、优选的，步骤s1中，所述超分辨率采集算法在采集和计算传感器原始数据的前提条件是传感器的主控器需具有能够在两次角度更新前尽可能多的均匀采集模拟信号电压值的运算能力和系统主频。
10、优选的，步骤s2中，所述传感器布置的方式设置为两个传感器电角度相差90°的90°布置方式或两个传感器电角度相差120°的120°布置方式，所述90°或120°计算算法是以90°布置方式为基础，将120°布置方式的传感器数据转换为用于计算电机电角度信息的90°布置方式传感器的波形数据。
11、优选的，所述90°或120°计算算法在将120°布置方式的传感器数据转换为90°布置方式传感器的波形数据的流程如下：
12、a1、三角公式和三角函数组成的方程组：
13、
14、b＝sin(x)
15、
16、其中，为120°夹角霍尔原始数据中相位超前120°所对应的原始数据，sin(x)为120°夹角霍尔原始数据中相位滞后120°所对应的原始数据，和cosx为90°夹角霍尔原始数据中相位超前90°所对应的原始数据，
17、a2、由辅助三角公式和三角函数组成的方程组得：
18、
19、其中，sinx为90°夹角霍尔原始数据中相位滞后90°所对应的原始数据。
20、优选的，所述90°或120°计算算法在计算电机未校准情况下的电角度时，根据电机预设的默认极限值来计算电机的电角度，计算的电角度用于后面驱动电机旋转，未校准情况下的电角度计算使用的极限值为默认极限值，校准情况下的电角度计算使用的极限值为根据当前所处的电角度区间采集的校准极限值。
21、优选的，步骤s3中，所述初始机械角度在获取时，先获取电机机械位置开始极限处的原始数据初值，获取了极限位置原始值后，完成校准，在完成校准过程后，使用校准极限值计算出来极限开始位置的电角度，通过电机极对数和电角度与机械角度的关系，计算得到电机极限开始位置的机械角度和整个行程中的机械角度。
22、优选的，所述电机控制旋转到极限开始的方法如下：
23、b1、使用未校准的电角度数据，计算电角速度；
24、b2、按照目标电角速度使用pid控制器控制电机旋转；
25、b3、当检测到电机电角度不变化时，则电机到达极限开始位置；
26、b4、采集记录传感器原始值。
27、优选的，步骤b2中，所述pid控制器控制电机电角速度的流程为：先获取目标电角速度，再通过pid控制器上的驱动算法控制电机旋转，电机旋转的实际电角速度再传输至pid控制器，利用pid控制器将实际电角速度控制到与目标电角速度一致。
28、优选的，步骤s4中，所述电机在校准时，控制电机在到达极限开始位置后目标电角速度反向，控制电机按照目标电角速度稳定平稳的向极限结束位置旋转，在旋转过程中记录两个模拟量的极大值与极小值，当检测到电角度不变化时，则到达极限结束位置，完成此电机的校准过程，电机校准完成后需对传感器原始数据进行校准。
29、优选的，步骤s5中，计算所述电机校准后的电角度和机械角度的校准数据的矫正方法如下：
30、c1、先确定所处第几电角度和电机的极对数；
31、c2、开始电机角度极值查找；
32、c3、待电机角度极值查找结束后，对采集不完整电角度周期补充缺少的电角度极值；
33、c4、计算每个电角度周期内两个传感器的正负宽度，以完成对传感器原始数据矫正。
34、本专利技术提出的一种基于线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法，与现有技术相比，具有以下优点：
35、1、本专利技术使用线性霍尔电机输出的两路模拟电压信号，通过90°或120°计算算法的的计算方法在获取比直接通过原始值更加准确的电角度的同时，计算得到电机更准确、圆度更好的绝对位置角度，实现了电机模拟信号到角度信息的转换。因本专利技术角度圆度更好、角度分辨率较高，所以使用本算法进行电机驱动电机运转更平顺，位置控制精度更高。
36、2、本专利技术通过90°或120°计算算法的使用，能够兼容90°布置方式和120°布置方式，降低了处理器的性能要求，还加快了运算的速度。
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1.一种基于线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法，其特征在于：步骤S1中，所述超分辨率采集算法在采集和计算传感器原始数据的前提条件是传感器的主控器需具有能够在两次角度更新前尽可能多的均匀采集模拟信号电压值的运算能力和系统主频。
3.根据权利要求2所述的一种基于线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法，其特征在于：步骤S2中，所述传感器布置的方式设置为两个传感器电角度相差90°的90°布置方式或两个传感器电角度相差120°的120°布置方式，所述90°或120°计算算法是以90°布置方式为基础，将120°布置方式的传感器数据转换为用于计算电机电角度信息的90°布置方式传感器的波形数据。
4.根据权利要求3所述的一种基于线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法，其特征在于：所述90°或120°计算算法在将120°布置方式的传感器数据转换为90°布置方式传感器的波形数据的流程如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法，其特征在于：所述90
6.根据权利要求5所述的一种基于线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法，其特征在于：步骤S3中，所述初始机械角度在获取时，先获取电机机械位置开始极限处的原始数据初值，获取了极限位置原始值后，完成校准，在完成校准过程后，使用校准极限值计算出来极限开始位置的电角度，通过电机极对数和电角度与机械角度的关系，计算得到电机极限开始位置的机械角度和整个行程中的机械角度。
7.根据权利要求6所述的一种基于线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法，其特征在于：所述电机控制旋转到极限开始的方法如下：
8.根据权利要求7所述的一种基于线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法，其特征在于：步骤B2中，所述PID控制器控制电机电角速度的流程为：先获取目标电角速度，再通过PID控制器上的驱动算法控制电机旋转，电机旋转的实际电角速度再传输至PID控制器，利用PID控制器将实际电角速度控制到与目标电角速度一致。
9.根据权利要求8所述的一种基于线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法，其特征在于：步骤S4中，所述电机在校准时，控制电机在到达极限开始位置后目标电角速度反向，控制电机按照目标电角速度稳定平稳的向极限结束位置旋转，在旋转过程中记录两个模拟量的极大值与极小值，当检测到电角度不变化时，则到达极限结束位置，完成此电机的校准过程，电机校准完成后需对传感器原始数据进行校准。
10.根据权利要求9所述的一种基于线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法，其特征在于：步骤S5中，计算所述电机校准后的电角度和机械角度的校准数据的矫正方法如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法，其特征在于：步骤s1中，所述超分辨率采集算法在采集和计算传感器原始数据的前提条件是传感器的主控器需具有能够在两次角度更新前尽可能多的均匀采集模拟信号电压值的运算能力和系统主频。
3.根据权利要求2所述的一种基于线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法，其特征在于：步骤s2中，所述传感器布置的方式设置为两个传感器电角度相差90°的90°布置方式或两个传感器电角度相差120°的120°布置方式，所述90°或120°计算算法是以90°布置方式为基础，将120°布置方式的传感器数据转换为用于计算电机电角度信息的90°布置方式传感器的波形数据。
4.根据权利要求3所述的一种基于线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法，其特征在于：所述90°或120°计算算法在将120°布置方式的传感器数据转换为90°布置方式传感器的波形数据的流程如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于线性霍尔无刷电机的绝对位置计算方法，其特征在于：所述90°或120°计算算法在计算电机未校准情况下的电角度时，根据电机预设的默认极限值来计算电机的电角度，计算的电角度用于后面驱动电机旋转，未校准情况下的电角度计算使用的极限值为默认极限值，校准情况下的电角度计算使用的极限值为根据当前所处的电角度区间采集的校准极限值。
6.根据权利要求5所述的一种基于线性霍尔...
【专利技术属性】
技术研发人员：寇崇晓，
申请(专利权)人：深圳市科卫泰实业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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